废弃聚磺钻井液破胶-絮凝-膜处理实验研究

第3l卷第1期2014年1月钴井液与完井液DRILLINGFLUID&COMPLETIONFLUIDv01．31No．1Jan．2014doi：10．3969／j．issn．100l-5620．2014．01．013废弃聚磺钻井液破胶．絮凝．膜处理实验研究张爱顺，曹孜英，董殿彬，穆剑雷，马红，李广环，王孝琴(渤海钻探泥浆技术服务分公司，天津)张爱顺等．废弃聚磺钻井液破校一絮凝一茬处理实验研究[J]．钻井液与完井液，2014．31(1)：47．49．53．摘要针对废弃聚璜钻井液中污染物的特点，进行了破皎絮j疑、摸处理工艺处理废弃钻井双的研究筛选出最佳破胶_：}_J为Bz．PJ，其最筐加量为8g／L．助j疑剂BZ—PAM的最佳加量为7mg／L，通过破胶使废弃聚璜钻井液4兑尊．由于絮凝怍用，降低了废水中等项污染物指标，在用膜过滤处理废水的3h过程中，c0D的最大去除率为72．24％，石油委的最大去除率为88-28％废弃聚磺钻井液经过破胶絮凝、废水模深度过滤处理后，各项指标均满是GB89781996一级排放标准关键词废弃聚磺钻井液；破寸交利；絮j疑剂；摸处理；废水处理中图分类号：TE922文献标识码：A文章编号：100l一5620(2014)01．0047—03在油气钻井过程中，废弃聚磺钻井液是由钻屑、黏土、高分子磺化类处理剂、石油类和重金属等组成的混合物，具有较高的黏度和胶体稳定性。目前对废弃聚磺钻井液的主要方法【l。】是化学固化后就地掩埋处理，固化后的废弃物变成具有一定强度的固化物【4。5】，会导致掩埋区域土壤通透性大大降低、土壤板结。如果对废弃聚磺钻井液进行固液分离，然后对废水进行无害化处理，这样不但能够满足环境保护的要求，而且处理后的废水还能够重复利用。笔者在对废弃聚磺钻井液污染物进行分析的基础上，进行了破胶脱稳、废水膜过滤处理实验，处理后的废水满足污水综合排放一级标准要求，最终使废弃聚磺钻井液得到无害化处理。1实验材料与方法1．1废弃钻井液来源及性质实验所用废弃聚磺钻井液取自某油气田生产井，主要处理剂包括聚丙烯酰胺盐、磺甲基酚醛树脂、sPNH、sMc、Bz—YFT等，组成成分较为复杂，除了含有多种钻井液处理剂外，还有悬浮的细小钻屑、黏土和重晶石等固相颗粒以及少量的原油，整个废弃聚磺钻井液表现为较高的胶体稳定性和黏稠性，其滤液污染物指标分析结果如表l所示。由表l看出，废弃聚磺钻井液的各项污染物都大大超过了污水综合排放一级标准的规定值，如果不进行无害化处理，必将对环境产生很大的污染。表1废弃聚磺钻井液滤液污染物指标分析结果项目pH嚣翟鬻7鬻废弃聚磺钻井液滤液11．099601l5899120．86污水综合排放一级标准6～9≤50≤100≤5≤0．51．2实验药品和仪器聚合铝，聚合硫酸铁，硫酸铝，氯化铁，cacl：，均为工业品；破胶剂Bz．PJ，助凝剂Bz．PAM。PHS．P型pH计，MB．9000型COD快速测定仪，具塞比色管，72l型分光光度计，0IL一8型红外测油仪，膜过滤器(规格西150×400mm)。1．3实验方法1)破胶剂筛选。在室温条件下，取废弃聚磺钻井液100mL置于150mL烧杯中，加入破胶剂，以200r／min的转速搅拌2min后，用石灰乳调节其pH值为7，静置30min后取上层清液，测定其c∞值、第一作者简介：张爱顺，工程师，1982年生，2010年毕业于南开大学物理化学专业并获硕士学位，现在从事钻井液及油田废液、废渣无害化处理技术研究工作。地址：天津市大港油田红旗路东段；邮政编码300280；电话(022)25939314／15822976464；E．mail：zh锄gaishun@foxmail．com。万方数据48钻井液与完井液2014年1月石油类、Cr6+含量、色度。2)助凝剂加量的确定。在室温条件下，取废弃聚磺钻井液100mL样品置于150mL烧杯中，加入破胶剂，以200“min的转速搅拌2min后，再加入助凝剂BZ．PAM，以60r／min的转速搅拌3min，用石灰乳调节pH值为7，静置30min后取上层清液，测定其C∞值、石油类、Cr6+含量、色度。3)膜分离实验方法。将固液分离后的废水通过膜过滤器，运行时间为3h，每间隔20min收集一次过滤后液体，测定液体的C∞值和石油类含量，通过对结果的分析，研究膜过滤器对污染物去除的效果。4)污染物指标分析方法及标准。依据国家环保总局编写的《水和废水监测分析方法》(第四版)，对废水进行分析。2结果与讨论2．1破胶实验2．1．1破胶剂的筛选选定的破胶剂包括铝、铁盐及其无机聚合物、钙盐等，在破胶剂加量一致的情况下，考察不同种类破胶剂对破胶效果的影响，主要通过测定破胶后废水中污染物的去除率来评价破胶效果，实验结果见图1。100959085807570CaCl．